專利名稱：在輥間連續(xù)鑄造薄金屬制品的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)在兩個反向轉(zhuǎn)動的輥間連續(xù)鑄造的技術(shù)連續(xù)鑄造薄金屬制品，特別是薄金屬帶，具體地說，本發(fā)明涉及在這兩個輥的兩前端和兩側(cè)壁之間的接觸和潤滑的控制，這兩側(cè)壁和這兩前端接觸，以便限定限定在這兩個輥間的鑄造空間。
已知的在兩個輥間連續(xù)鑄造的裝置包括兩個從內(nèi)部冷卻的輥，這兩個輥的軸線是水平的，且相互平行，被驅(qū)動在相反的方向轉(zhuǎn)動，它們之間隔開一個與鑄造制品所要求的厚度相應(yīng)的距離。
在鑄造過程中，將熔化的金屬注入限定在這兩個輥間的鑄造空間，與這兩個輥接觸時凝固，隨著輥的轉(zhuǎn)動形成薄帶被向下排出。為了容納熔化的金屬，側(cè)壁正好壓在輥的前端。這種側(cè)壁通常是用耐熔材料制造的，至少部分地與熔化的金屬接觸。
因此，必需確保輥和側(cè)壁之間的密封，為此，要使這些側(cè)壁壓在輥的端部，為了減小輥轉(zhuǎn)動過程中產(chǎn)生的摩擦，通常通過在接觸面處涂自耗潤滑劑或利用潤滑材料，在輥和側(cè)壁之間的接觸面進行潤滑。
然而，實際上形成這種密封和在鑄造過程中保持這種密封產(chǎn)生許多困難，這特別是由于輥和側(cè)壁的幾何變形，特別是在鑄造開始階段，這種變形是由裝置的各零件的膨脹而引起的；作用在這些零件上的力，特別是由鑄造的金屬在輥的軸向作用在側(cè)壁的力，這種力可使所說的側(cè)壁與輥分開；側(cè)壁或輥的側(cè)面的冷卻壁的磨損，這種磨損在接觸區(qū)域的整個接觸面上總是不均勻的；可在側(cè)壁和輥之間開始滲入鑄造的金屬，這可使側(cè)壁與輥分開。
為了盡可能設(shè)法確保這種密封，避免在側(cè)壁和輥之間滲入鑄造的金屬，有許多已公知的方法，具體包括調(diào)節(jié)側(cè)壁作用在輥上的壓力，使其保持在規(guī)定值的范圍；調(diào)節(jié)側(cè)壁的位置，確保在側(cè)壁和輥之間有一個最小的間隙；測定這個間隙，并以此調(diào)節(jié)壓力。
對于確保在整個鑄造過程中的密封，這些方法中沒有一個已證明是令人滿意的，或至少是足夠的，因為這只能測定作用在側(cè)壁上的合力，或這個壁的總位置，不能把位于面的小范圍上的分力和間隙考慮進去。
已提出在整個鑄造過程中通過輥對側(cè)壁的摩擦，導(dǎo)致側(cè)壁的受控磨損來解決這個問題。這樣做的目的是不斷更新側(cè)壁和輥之間的接觸面，使這個接觸面的整個面積的接觸條件盡可能一致。例如，文獻EP-A-546206描述一種實現(xiàn)此目的的方法，在鑄造開始前，使側(cè)壁強有力地壓在輥上，以便通過對輥的側(cè)面的研磨對側(cè)壁進行一種所謂的拋光，然后減小這個壓力，并在鑄造過程中使側(cè)壁以一個預(yù)定的速度連續(xù)移向輥，以便連續(xù)地確保有意的磨損程度，因而設(shè)法保持接觸面的整個面積的均勻接觸。
然而，這種方法不能考慮到在鑄造過程中所發(fā)生的接觸條件的偶然變化，即使當接觸條件令人滿意不會使這種磨損產(chǎn)生時，這種方法導(dǎo)致側(cè)壁嚴重磨損。
因此，本發(fā)明的目的是解決上述問題，改進側(cè)壁和輥之間的接觸的控制，從而避免所說的側(cè)壁的嚴重磨損。具體地說，本發(fā)明的目的是增進在連續(xù)鑄造過程中側(cè)壁和輥之間實際接觸狀態(tài)的認識，使得有可能按施加壓力和使側(cè)壁壓在輥上的方法相應(yīng)地動作。
為了實現(xiàn)這些目的，本發(fā)明的技術(shù)方案具體地說是一種在兩個反向轉(zhuǎn)動的輥之間連續(xù)鑄造薄金屬制品的方法，根據(jù)該方法，將熔化的金屬注入由所說的輥的圓筒形壁和兩個側(cè)壁限定的一個鑄造空間，凝固的薄制品在排出方向被排出，推力在與輥的軸線平行的方向作用在所說的側(cè)壁上，以使其貼靠在圓筒形壁的前端，并測定所說的力，其特征在于，為了判斷在連續(xù)鑄造過程中側(cè)壁和圓筒形壁之間的接觸狀態(tài)，測定在排出方向作用在每個側(cè)壁上的驅(qū)動力，這種測定是對每個輥處的每個側(cè)壁進行的，一個表示每個側(cè)壁/圓筒形壁的接觸面處的摩擦狀況的參數(shù)由壓力的測定值和驅(qū)動力的測定值推出，將所說的參數(shù)與一個預(yù)先設(shè)定值進行比較，隨著比較結(jié)果的不同，至少調(diào)節(jié)一個鑄造參量，以使這個參數(shù)恢復(fù)到設(shè)定值。
因此，由于在已有測定作用在所說的側(cè)壁上的推力和它的位置的基礎(chǔ)上又增加了測定表示摩擦狀況的參數(shù)例如摩擦系數(shù)，本發(fā)明的方法可更好地認識實際的側(cè)壁/輥的接觸狀態(tài)。這便可以確定與參考值相比較表面摩擦狀況的變化，例如與將熔化的金屬注入鑄造空間之前的狀態(tài)進行比較。將對摩擦狀況的認識和對側(cè)壁的位置及作用在側(cè)壁上的推力的認識結(jié)合在一起，例如便可以確定，由于耐熔材料的不均勻磨損，由于鑄造金屬滲入輥和側(cè)壁之間，要么由于側(cè)壁與輥的前端面不平行，有效接觸面積發(fā)生了變化。還可以確定潤滑可能失效。為了消除這些缺陷，只要考慮造成這些缺陷的原因，通過手動或自動作用于某些鑄造參量，例如作用在側(cè)壁上的推力，側(cè)壁的位置，要么是輥的夾緊力，它們的轉(zhuǎn)速等，從而可恢復(fù)到原來狀態(tài)。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種在輥間連續(xù)鑄造薄金屬制品的裝置，包括—兩個具有平行的轉(zhuǎn)動軸和圓筒形冷卻壁的輥，這兩個輥相對一個中間排出平面對稱地設(shè)置，并在相反的方向被驅(qū)動轉(zhuǎn)動，—兩個貼靠在所說的圓筒形壁的前端的側(cè)壁，—用推力使所說的側(cè)壁貼靠在圓筒形壁上的推力裝置，和—測定推力的裝置，其特征在于，包括在輥轉(zhuǎn)動過程中測定輥作用在所說的側(cè)壁上的摩擦力的裝置。
用于測定每個側(cè)壁摩擦力的裝置最好包括用于測定每個輥作用在所說的側(cè)壁上的摩擦力的兩個力傳感器。因此，通過分別確定每個輥的側(cè)壁/輥的接觸狀態(tài)，增進對側(cè)壁/輥的接觸狀態(tài)的認識。
按照一個具體的設(shè)置，力傳感器分別位于所說的中間平面的兩側(cè)，側(cè)壁在排出方向只由分別靠近所說的側(cè)壁的側(cè)端設(shè)置的兩個支承裝置支承，所說的力傳感器位于所說的支承裝置上。
這種設(shè)置使得該裝置簡單，例如，所說的支承裝置可以是水平地固定在用于安裝和調(diào)節(jié)側(cè)壁位置的結(jié)構(gòu)上的測力軸，所說的側(cè)壁可容易地裝在該結(jié)構(gòu)上。
通過對本發(fā)明用于在輥間連續(xù)鑄造薄鋼帶的一個裝置的實例和它的工作過程的描述，本發(fā)明的其它技術(shù)特征和優(yōu)點會顯現(xiàn)出來。
涉及的附圖如下

圖1是一個鑄造裝置的局部剖視示意圖；圖2是側(cè)壁及其支承的正視圖。
圖1表示該裝置的輥1，1′中的一個的端部和使一個側(cè)壁3貼靠在輥的端面11上的組件2。該組件本身以本來已公知的方式被支承在鑄造裝置的支架4上。
組件2包括一個沿輥的軸向在支架4上定向移動的主滑架5。主滑架5的移動受動力油缸6的控制，動力油缸6可調(diào)節(jié)組件2從而調(diào)節(jié)側(cè)壁3相對輥1的位置，并使側(cè)壁3以一個可調(diào)節(jié)的力貼靠在輥的端面上。
主滑架5裝有一個在所說的主滑架5上水平定向移動的副滑架7，因此，副滑架7可由用標號8示意地表示的動力油缸在與輥的軸向成橫向的方向移動，以便調(diào)節(jié)側(cè)壁3相對輥的橫向位置。
副滑架7的上部裝有在輥的軸向水平伸出的兩個銷軸9，9′，它們相對該裝置的縱向中間平面P對稱地設(shè)置。
用耐熔材料制造的側(cè)壁3被固定安裝在其上部有吊耳12的支承板10上。
每個吊耳都有一個孔13，13′，銷軸9，9′進入孔13，13′中。
一個銷軸9幾乎是沒有間隙地進入相應(yīng)的孔13中，而另一個孔13′被加工成水平長方形孔，這樣便可允許支承板10和副滑架7之間具有不同的膨脹，對銷軸9，9′沒有約束。
因此，側(cè)壁3及其支承10被簡單地吊在銷軸9，9′上，銷軸9，9′包括用于測定從與它們的軸成橫向的方向作用在其上的力的裝置。實際上，銷軸9，9′構(gòu)成了測力軸，可測定支承10作用在其上的力，這些力來自由支承10和側(cè)壁構(gòu)成的組件的重量，鑄造金屬向下作用在側(cè)壁3上的推力，尤其是當輥轉(zhuǎn)動時輥的端面對側(cè)壁的摩擦力。
此外，支承10的后表面在輥的軸向壓在其它測力軸14，14′，14″上，測力軸14，14′，14″固定安裝在副滑架7上，并構(gòu)成用于測定使側(cè)壁3貼靠在輥上的水平力的裝置。其中兩個測力軸14，14′設(shè)置在組件2的上部，位于平面P的兩側(cè)，第三個測力軸14″朝下位于該組件的下端。
因此，支承10具有排列成三角形的三個承壓區(qū)，這樣，便可以測定使側(cè)壁3壓在輥上的推力在垂直方向(銷軸9，9′)和水平方向(軸14，14′，14″)的分布情況。因此，可以測定分別與每個輥有關(guān)的推力的分力值，將該值與由位于相應(yīng)側(cè)的測力值9，9′測定的力值相結(jié)合，計算出具體到每個側(cè)壁/輥的接觸面的摩擦系數(shù)。
例如，稱FV1為由測力軸9測定的垂直力，F(xiàn)V2為由測力軸9′測定的垂直力，F(xiàn)H1為由測力軸14測定的水平力，F(xiàn)H2為由測力軸14′測定的水平力，F(xiàn)H3為由測力軸14′測定的水平力，F(xiàn)V為作用在側(cè)壁上的垂直摩擦力，F(xiàn)H為使側(cè)壁貼靠在輥上的全部的力，得出FV＝FV1＋FV2FH＝FH1＋FH2＋FH3。
由于FH3是在側(cè)壁下部的側(cè)壁的作用力，它可被分解為一個作用在輥1上的力K.FH3和一個作用在另外的輥1′上的力(1-K).FH3，K表示兩個輥間的力FH3的分布，取值范圍為0至1，這取決于側(cè)壁的下部只壓在一個輥上，還是壓在另一個輥上，或同時壓在兩個輥上。
將FH1和KFH3與FH2和(1-K)FH3相比較得到使側(cè)壁貼靠在每個輥上的狀態(tài)的印象。側(cè)壁貼靠在每個輥上的摩擦系數(shù)絕對值的大小由下面的式子表示對輥1 對輥1′ 測力軸9，9′，14，14′，14″與計算和調(diào)節(jié)裝置15相連，該裝置既能顯示表示這些摩擦系數(shù)的數(shù)據(jù)，給操作人員指出異常，讓他調(diào)整鑄造的各參量，使異常得到糾正，又能直接調(diào)整這些參量，例如，通過調(diào)整動力油缸6的供油壓力來改變側(cè)壁3貼靠在輥上的作用力或通過使所說的動力油缸作適當?shù)囊苿觼砀淖儌?cè)壁相對輥的端面的位置。
該裝置還包括在圖2中示意地表示出的位置傳感器16，例如，將傳感器16裝在支承10上，最好象測力軸14，14′，14″那樣排列成三角形。傳感器16既可檢測側(cè)壁3相對固定的參照物又可檢測側(cè)壁3相對輥的側(cè)面或相對兩者的位移。對側(cè)壁的不同的區(qū)域這種檢測是獨立地進行的。
因此，傳感器16既可檢測和測定支承10在軸向的整個位移，又可檢測和測定側(cè)壁3相對與輥的軸線垂直的標準參照平面的偏斜。該位移可在軸向離開輥，例如，若鑄造金屬滲入側(cè)壁3和輥的側(cè)面之間則會使它們分開。該位移也可在軸向朝向輥，例如，在側(cè)壁的耐熔材料磨損后，引起側(cè)壁在位于發(fā)生磨損側(cè)的輥的承壓力自動減小，并使動力油缸相應(yīng)動作，移動組件2，直到所說的承壓力恢復(fù)到足夠的值。
鑒于上這的實例，本發(fā)明的全部優(yōu)點必定已被理解。這些優(yōu)點是，可以同時測定側(cè)壁3的支承相對固定參照物的位置，或該側(cè)壁直接相對輥的位置，及相應(yīng)于側(cè)壁3作用在一個或另一個輥上的壓力的力。
通過增加在鑄造過程中作用在所說的側(cè)壁3上的垂直力的測定，對每個輥的側(cè)壁和輥間的接觸狀態(tài)的可以獲得的認識得到進一步的增進。
例如，在由測力軸14，14′，14″中的一個測定的側(cè)壁在輥的側(cè)面上的承壓力不變的情況下，由一測力軸9，9′測定的一垂直力增加則指示潤滑失效。
通過測定側(cè)壁3的垂直力和承壓力，從此可推斷出側(cè)壁和一個輥間的接觸面處的摩擦系數(shù)，從此可推斷出由鑄造金屬產(chǎn)生的使分開輥的力增加的摩擦力的水平分力；通過測定輥的全部固緊力，即使它們相互保持適當距離所施加的力，從此通過減法可推斷出該力具體地相應(yīng)于由鑄造金屬產(chǎn)生的力的部分，這部分力指示鑄造制品的凝固狀態(tài)。
將所有這些測定結(jié)合在一起可以獲得許多有關(guān)側(cè)壁/輥接觸狀態(tài)的附加信息，并可據(jù)此調(diào)整鑄造參量，以使鑄造裝置處于良好狀態(tài)，使監(jiān)測到的開始變壞的情況就在這些開始變壞成為不可改變并會造成鑄造停車前進行迅速調(diào)整。
尤其是，可隨檢測到的摩擦系數(shù)的變化，調(diào)節(jié)側(cè)壁在輥上的壓力，或該側(cè)壁的位置，這既可通過手動也可通過自動來實現(xiàn)。
為了進一步增進對側(cè)壁/輥接觸狀態(tài)的認識，還可將一個振動傳感器安裝在側(cè)壁或其支承上，所檢測到的振動的增加同樣指示接觸狀態(tài)變壞。
應(yīng)指出的是，即使側(cè)壁及其支承不與中間滑架或組件2鉸接，在該組件中不可避免的結(jié)構(gòu)間隙導(dǎo)致所說的側(cè)壁及其支承在理論上與輥的軸線垂直的它們的平面內(nèi)進行有限定的轉(zhuǎn)動。這可防止例如在側(cè)壁和一個輥之間產(chǎn)生大的間隙，造成該輥這側(cè)比另一個輥較明顯的磨損。對于這樣一種情況，在由動力油缸6施加的推力的力的作用下，側(cè)壁3將會稍微傾斜地貼靠在輥上。增加推力則會導(dǎo)致磨損較少的一側(cè)優(yōu)先摩擦，從而導(dǎo)致主要磨損該側(cè)，使側(cè)壁恢復(fù)到它的整個平面的正常方位，與輥的軸線精確垂直。同樣的效應(yīng)會發(fā)生在靠近側(cè)壁的下部比靠近側(cè)壁的上部磨損較嚴重的場合。
本發(fā)明不限于該裝置的具體設(shè)置或通過實例所描述的上述實施方案。
尤其是，對各力和/或位移傳感器的數(shù)目和設(shè)置在不脫離本發(fā)明的范圍的情況不可以進行改變。
權(quán)利要求
1.在兩個反向轉(zhuǎn)動的輥之間連續(xù)鑄造薄金屬制品的方法，根據(jù)該方法，將熔化的金屬注入由所說的輥(1，1′)的圓筒形壁和兩個側(cè)壁(3)限定的一個鑄造空間，凝固的薄制品在排出方向被排出，推力在與輥的軸線平行的方向作用在所說的側(cè)壁上，以使其貼靠在圓筒形壁的前端(11)，并測定所說的力，其特征在于，為了判斷在連續(xù)鑄造過程中側(cè)壁/圓筒形壁的接觸狀態(tài)，測定在排出方向作用在每個側(cè)壁上的驅(qū)動力，這種測定是對每個輥處的每個側(cè)壁進行的，一個表示每個側(cè)壁/圓筒形壁的接觸面處的摩擦狀況的參數(shù)由壓力的測定值和驅(qū)動力的測定值推出，將所說的參數(shù)與一個預(yù)先設(shè)定值比較，隨著比較結(jié)果的不同，至少調(diào)整一個鑄造參量，以使這個參數(shù)恢復(fù)到設(shè)定值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，隨著表示摩擦狀況的測定的參數(shù)值的不同，調(diào)節(jié)所說的壓力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，隨著表示摩擦狀況的測定的參數(shù)數(shù)值的不同，調(diào)節(jié)側(cè)壁的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所說的表示摩擦狀況的參數(shù)是摩擦系數(shù)。
5.在輥間連鑄造薄金屬制品的裝置，包括—兩個具有平行的轉(zhuǎn)動軸和圓筒形冷卻壁的輥(1，1′)，這兩個輥(1，1′)相對一個中間排出平面(P)對稱地設(shè)置，并在相反的方向被驅(qū)動轉(zhuǎn)動，—兩個貼靠在所說的圓筒形壁的前端(11)上的側(cè)壁(3)，—用推力使所說的側(cè)壁貼靠在圓筒形壁上的推力裝置(6)，—測定該推力的裝置(14，14′，14″)，其特征在于，包括在輥轉(zhuǎn)動過程中測定輥作用在所說的側(cè)壁上的摩擦力的裝置(9，9′)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，用于測定每個側(cè)壁的摩擦力的裝置包括用于測定每個輥作用在所說的側(cè)壁上的摩擦力的兩個力傳感器(9，9′)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，力傳感器(9，9′)分別位于所說的中間平面(P)的兩側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，側(cè)壁(3)在排出方向只由分別靠近所說的側(cè)壁側(cè)端設(shè)置的兩個支承裝置(9，9′)支承，所說的力傳感器位于所說的支承裝置上。
9.根據(jù)權(quán)利要求5至8中之一所述的裝置，其特征在于，還包括用于測定所說的側(cè)壁(3)相對圓筒形壁的前端(11)的位置的位置傳感器。
10.根據(jù)權(quán)利要求5至9中之一所述的裝置，其特征在于，每個側(cè)壁包括一個振動傳感器。
11.根據(jù)權(quán)利要求5至10中之一所述的裝置，其特征在于，用于測定每個側(cè)壁的推力的裝置包括設(shè)置在中間平面(P)兩側(cè)的力傳感器(14，14′)，以便測定每個圓筒處的推力。
全文摘要
該裝置包括兩個被驅(qū)動轉(zhuǎn)動的輥(1，1′)，兩個貼靠在輥的前端(11)的側(cè)壁(3)和使側(cè)壁(3)壓靠在輥上的推力裝置(6)。還包括在輥轉(zhuǎn)動過程中測定推力的裝置(14，14′，14″)和測定輥作用在側(cè)壁(3)上的摩擦力的裝置(9，9′)。表示每個側(cè)壁/輥的接觸表面的摩擦狀態(tài)從而表示接觸狀況的摩擦系數(shù)是由同時測定的這些力推出的，這樣，可隨這個接觸狀況的變化調(diào)節(jié)各鑄造參量。該裝置用于在輥間連續(xù)鑄造薄鋼帶。
文檔編號B22D11/06GK1128689SQ9510915
公開日1996年8月14日 申請日期1995年6月29日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月30日
發(fā)明者J·巴爾貝, M·弗朗西斯, L·旺德維爾, P·德拉敘 申請人:尤辛諾-沙西羅有限公司, 泰森鋼鐵公開股份有限公司